開關電源的嘯叫原因分析
凡是做過開發工作的人員都有這樣的經歷，測試開關電源或(huo)在(zai)實驗(yan)中有聽到(dao)類(lei)似(si)產品打高壓不(bu)良的漏電聲(sheng)響或(huo)高壓拉弧的聲(sheng)音(yin)不(bu)請自(zi)來：其(qi)聲(sheng)響或(huo)大或(huo)小，或(huo)時有時無;其(qi)韻律或(huo)深沉或(huo)刺耳(er)，或(huo)變化(hua)無常者皆有。
1、變壓器(Transformer)浸漆不良(liang)：包括未含浸凡立水(Varnish)。嘯(xiao)叫(jiao)并(bing)引(yin)起波形有尖刺，但一(yi)般帶載能力正常，特別說明(ming)：輸出(chu)功率(lv)越(yue)大者(zhe)嘯(xiao)叫(jiao)越(yue)甚之(zhi)，小(xiao)功率(lv)者(zhe)則表現不一(yi)定(ding)明(ming)顯。本人曾在(zai)一(yi)款(kuan)72W的充電器產(chan)品(pin)中就有過帶載不良(liang)的經驗，并(bing)在(zai)此(ci)產(chan)品(pin)中發(fa)現對磁芯(xin)的材質有著(zhu)嚴格的要(yao)求。(此(ci)款(kuan)產(chan)品(pin)客(ke)戶要(yao)求較為嚴格)補充一(yi)點，當(dang)變壓器的設計(ji)欠佳也有可能工作時振動產(chan)生異響。
2、PWMIC接地走線(xian)失誤：通常(chang)產品表現為會(hui)有(you)(you)部分能(neng)(neng)正常(chang)工作，但有(you)(you)部分產品卻無法(fa)帶載并有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)無法(fa)起振的故障，特別(bie)是應用(yong)某些低(di)功耗IC時，更有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)無法(fa)正常(chang)工作。本人曾用(yong)過SG6848試(shi)板，由(you)于當(dang)初沒有(you)(you)透徹了解IC的性能(neng)(neng)，憑著經驗便(bian)匆匆layout，結(jie)果試(shi)驗時竟然不能(neng)(neng)做寬電(dian)壓(ya)測試(shi)。悲哀呀!
3、光(guang)耦(ou)(OptoCoupler)工(gong)作電流(liu)點走線失誤：當光(guang)耦(ou)的(de)工(gong)作電流(liu)電阻(zu)的(de)位置(zhi)連接在次(ci)級濾波電容之(zhi)前時也(ye)會有(you)嘯(xiao)叫的(de)可(ke)能(neng)，特別是(shi)當帶載(zai)越(yue)多時更甚。
4、基(ji)準(zhun)穩壓(ya)(ya)(Regulator)ICTL431的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)地(di)(di)(di)線(xian)失誤：同樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)次級的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)準(zhun)穩壓(ya)(ya)IC的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)地(di)(di)(di)和(he)初級IC的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)地(di)(di)(di)一(yi)樣(yang)有(you)(you)著類似的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu)，那就(jiu)是都(dou)不能(neng)(neng)直接(jie)(jie)和(he)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)冷地(di)(di)(di)熱地(di)(di)(di)相連接(jie)(jie)。如(ru)果連在一(yi)起的(de)(de)(de)(de)(de)后果就(jiu)是帶(dai)載能(neng)(neng)力下(xia)降(jiang)(jiang)并(bing)且嘯叫聲和(he)輸(shu)出(chu)(chu)功(gong)(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)小呈正比(bi)(bi)。當(dang)輸(shu)出(chu)(chu)負(fu)載較(jiao)大(da)(da)(da)，接(jie)(jie)近電(dian)源(yuan)功(gong)(gong)率(lv)(lv)極限(xian)時(shi)，開(kai)關(guan)(guan)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)可能(neng)(neng)會(hui)進入(ru)一(yi)種不穩定狀態(tai)：前(qian)一(yi)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)開(kai)關(guan)(guan)管(guan)占空(kong)比(bi)(bi)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)大(da)(da)(da)，導通時(shi)間(jian)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)長，通過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)高頻(pin)(pin)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)傳輸(shu)了過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)多的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang);直流整流的(de)(de)(de)(de)(de)儲能(neng)(neng)電(dian)感本(ben)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內(nei)(nei)能(neng)(neng)量(liang)未充分釋(shi)放(fang)，經(jing)PWM判斷在下(xia)一(yi)個周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內(nei)(nei)沒有(you)(you)產生(sheng)令開(kai)關(guan)(guan)管(guan)導通的(de)(de)(de)(de)(de)驅動(dong)(dong)信號或占空(kong)比(bi)(bi)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)小;開(kai)關(guan)(guan)管(guan)在之后的(de)(de)(de)(de)(de)整個周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內(nei)(nei)為截(jie)止(zhi)狀態(tai)，或者(zhe)導通時(shi)間(jian)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)短;儲能(neng)(neng)電(dian)感經(jing)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)多于一(yi)整個周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)釋(shi)放(fang)，輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)下(xia)降(jiang)(jiang)，開(kai)關(guan)(guan)管(guan)下(xia)一(yi)個周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)占空(kong)比(bi)(bi)又(you)會(hui)大(da)(da)(da)……如(ru)此(ci)周(zhou)(zhou)(zhou)而(er)復始，使變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)發生(sheng)較(jiao)低(di)(di)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)(有(you)(you)規律的(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)歇性(xing)全(quan)截(jie)止(zhi)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)或占空(kong)比(bi)(bi)劇(ju)烈變(bian)化的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv))的(de)(de)(de)(de)(de)振動(dong)(dong)，發出(chu)(chu)人(ren)耳(er)可以(yi)聽到的(de)(de)(de)(de)(de)較(jiao)低(di)(di)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)聲音。同時(shi)，輸(shu)出(chu)(chu)電(dian)壓(ya)(ya)波動(dong)(dong)也會(hui)較(jiao)正常工作增大(da)(da)(da)。當(dang)單位時(shi)間(jian)內(nei)(nei)間(jian)歇性(xing)全(quan)截(jie)止(zhi)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)數(shu)量(liang)達到總周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)(qi)數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個可觀比(bi)(bi)例(li)時(shi)，甚(shen)至會(hui)令原本(ben)工作在超聲頻(pin)(pin)段的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)振動(dong)(dong)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)降(jiang)(jiang)低(di)(di)，進入(ru)人(ren)耳(er)可聞(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)(lv)范圍，發出(chu)(chu)尖銳的(de)(de)(de)(de)(de)高頻(pin)(pin)“哨叫”。此(ci)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)關(guan)(guan)變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)工作在嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)超載狀態(tai)，時(shi)刻都(dou)有(you)(you)燒毀的(de)(de)(de)(de)(de)可能(neng)(neng)——這(zhe)就(jiu)是許多電(dian)源(yuan)燒毀前(qian)“慘叫”的(de)(de)(de)(de)(de)由來，相信有(you)(you)些用戶曾經(jing)有(you)(you)過(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)類似的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)歷(li)。
空載，或者負載很輕時開關管也有可能出現間歇性的全截止周期，開關變壓器同樣工作在超載狀態，同樣非常危險。針對此問題，可通過在輸出端預置假負載的方法解決，但在一些“節省”的或大功率電源中仍偶有發生。當不帶載或者負載太輕時，變壓器在工作時所產生的反電勢不能很好的被吸收。這樣變壓器就會耦合很多雜波信號到你的1。2繞組。這個雜波信號包括了許多不同頻譜的交流分量。其中也有許多低頻波，當低頻波與你變壓器的固有振蕩頻率一致時，那么電路就會形成低頻自激。變壓器的磁芯不會發出聲音。我們知道，人的聽覺范圍是20--20KHZ。所以我們在設計電路時，一般都加上選頻回路。以濾除低頻成份。從你的原理圖來看，你最好是在反饋回路上加一個帶通電路，以防止低頻自激。或者是將你的開關電源做成(cheng)固定頻率的即(ji)可。
凡是做過開發工作的人員都有這樣的經歷，測試開關電源或(huo)(huo)(huo)在實驗(yan)中(zhong)有聽到類似產品打(da)高壓(ya)不良的漏電聲(sheng)(sheng)響(xiang)或(huo)(huo)(huo)高壓(ya)拉弧(hu)的聲(sheng)(sheng)音不請自來：其聲(sheng)(sheng)響(xiang)或(huo)(huo)(huo)大或(huo)(huo)(huo)小，或(huo)(huo)(huo)時有時無(wu);其韻律或(huo)(huo)(huo)深沉(chen)或(huo)(huo)(huo)刺耳，或(huo)(huo)(huo)變化(hua)無(wu)常(chang)者皆有。
1、變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)(Transformer)浸漆不(bu)良：包(bao)括未(wei)含(han)浸凡(fan)立(li)水(shui)(Varnish)。嘯叫(jiao)并引起波形有(you)尖(jian)刺(ci)，但一(yi)般帶(dai)載能力正常，特別(bie)說(shuo)明：輸出功(gong)率(lv)越大者嘯叫(jiao)越甚之，小功(gong)率(lv)者則表現不(bu)一(yi)定明顯(xian)。本人曾在(zai)一(yi)款(kuan)72W的(de)(de)充(chong)電器(qi)產(chan)(chan)品中就有(you)過帶(dai)載不(bu)良的(de)(de)經驗，并在(zai)此(ci)產(chan)(chan)品中發(fa)現對(dui)磁(ci)芯的(de)(de)材質有(you)著嚴格的(de)(de)要求。(此(ci)款(kuan)產(chan)(chan)品客戶(hu)要求較為嚴格)補(bu)充(chong)一(yi)點，當變(bian)壓(ya)(ya)器(qi)的(de)(de)設計(ji)欠佳也(ye)有(you)可能工作時振(zhen)動產(chan)(chan)生異響。
2、PWMIC接(jie)地走線失(shi)誤：通常(chang)產品(pin)表現為會有(you)部分能正(zheng)常(chang)工(gong)作，但有(you)部分產品(pin)卻無法(fa)帶載并有(you)可能無法(fa)起振的故障，特別是應用某些低功耗IC時(shi)，更有(you)可能無法(fa)正(zheng)常(chang)工(gong)作。本人曾用過SG6848試(shi)板(ban)，由于當初沒有(you)透徹(che)了(le)解IC的性能，憑著經驗(yan)便(bian)匆匆layout，結果試(shi)驗(yan)時(shi)竟然不(bu)能做寬電壓測試(shi)。悲哀呀!
3、光(guang)耦(ou)(OptoCoupler)工(gong)作電(dian)流點(dian)走線失(shi)誤(wu)：當光(guang)耦(ou)的(de)工(gong)作電(dian)流電(dian)阻的(de)位置連接在次級濾波電(dian)容之前時也(ye)會有嘯(xiao)叫的(de)可能，特別(bie)是當帶載越(yue)多時更甚。
4、基(ji)準穩壓(ya)(ya)(ya)(Regulator)ICTL431的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)地線(xian)失(shi)誤：同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)次級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)準穩壓(ya)(ya)(ya)IC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)地和初級(ji)IC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)地一(yi)(yi)(yi)樣(yang)有(you)(you)著類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求，那就(jiu)是都不(bu)能(neng)直(zhi)(zhi)接(jie)和變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷地熱地相連(lian)接(jie)。如果連(lian)在一(yi)(yi)(yi)起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)后果就(jiu)是帶載能(neng)力下(xia)降并且(qie)嘯叫聲和輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小呈正比(bi)。當輸(shu)出(chu)負載較大，接(jie)近(jin)電(dian)(dian)源功(gong)率(lv)極(ji)限時(shi)，開(kai)(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)可(ke)能(neng)會進入一(yi)(yi)(yi)種(zhong)不(bu)穩定狀(zhuang)態(tai)：前(qian)一(yi)(yi)(yi)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)開(kai)(kai)關(guan)管(guan)(guan)占空(kong)比(bi)過大，導通時(shi)間(jian)過長，通過高頻(pin)(pin)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)傳輸(shu)了過多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang);直(zhi)(zhi)流整流的(de)(de)(de)(de)(de)(de)儲能(neng)電(dian)(dian)感本周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內(nei)能(neng)量(liang)未充分釋放(fang)(fang)，經PWM判(pan)斷(duan)在下(xia)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內(nei)沒有(you)(you)產(chan)生令(ling)開(kai)(kai)關(guan)管(guan)(guan)導通的(de)(de)(de)(de)(de)(de)驅動信號(hao)或(huo)占空(kong)比(bi)過小;開(kai)(kai)關(guan)管(guan)(guan)在之后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)整個(ge)(ge)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內(nei)為截止狀(zhuang)態(tai)，或(huo)者導通時(shi)間(jian)過短;儲能(neng)電(dian)(dian)感經過多(duo)于一(yi)(yi)(yi)整個(ge)(ge)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)釋放(fang)(fang)，輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)下(xia)降，開(kai)(kai)關(guan)管(guan)(guan)下(xia)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)占空(kong)比(bi)又(you)會大……如此周(zhou)(zhou)而復始，使變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)發(fa)生較低(di)頻(pin)(pin)率(lv)(有(you)(you)規(gui)律的(de)(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)歇(xie)性全(quan)截止周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)或(huo)占空(kong)比(bi)劇烈變(bian)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)振動，發(fa)出(chu)人(ren)耳(er)可(ke)以(yi)聽到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)較低(di)頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聲音。同(tong)時(shi)，輸(shu)出(chu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)波(bo)動也會較正常(chang)工作增大。當單(dan)位時(shi)間(jian)內(nei)間(jian)歇(xie)性全(quan)截止周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)數量(liang)達到(dao)(dao)總周(zhou)(zhou)期(qi)(qi)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)可(ke)觀比(bi)例時(shi)，甚至會令(ling)原本工作在超(chao)聲頻(pin)(pin)段的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)振動頻(pin)(pin)率(lv)降低(di)，進入人(ren)耳(er)可(ke)聞(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)范圍(wei)，發(fa)出(chu)尖(jian)銳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高頻(pin)(pin)“哨叫”。此時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)關(guan)變(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)工作在嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)載狀(zhuang)態(tai)，時(shi)刻都有(you)(you)燒毀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)能(neng)——這就(jiu)是許多(duo)電(dian)(dian)源燒毀前(qian)“慘叫”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)由來，相信有(you)(you)些用戶曾經有(you)(you)過類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)經歷。
空載，或者負載很輕時開關管也有可能出現間歇性的全截止周期，開關變壓器同樣工作在超載狀態，同樣非常危險。針對此問題，可通過在輸出端預置假負載的方法解決，但在一些“節省”的或大功率電源中仍偶有發生。當不帶載或者負載太輕時，變壓器在工作時所產生的反電勢不能很好的被吸收。這樣變壓器就會耦合很多雜波信號到你的1。2繞組。這個雜波信號包括了許多不同頻譜的交流分量。其中也有許多低頻波，當低頻波與你變壓器的固有振蕩頻率一致時，那么電路就會形成低頻自激。變壓器的磁芯不會發出聲音。我們知道，人的聽覺范圍是20--20KHZ。所以我們在設計電路時，一般都加上選頻回路。以濾除低頻成份。從你的原理圖來看，你最好是在反饋回路上加一個帶通電路，以防止低頻自激。或者是將你的開關電源做(zuo)成固定頻率的即可。
| 【上一個】 2013年我國各地加快智能電網建設投入 | 【下一個】 新科技革命突破：電動汽車成新能源應用關鍵環節 |
| ^ 開關電源的嘯叫原因分析 |